Development of high-sensitivity labor-saving observation method to detect fluctuations in the freshwater-saltwater interface deeper than the bottom of the observation hole

开发出高灵敏度、省力的观测方法，可检测比观测孔底部更深的淡水-咸水界面的波动

基本信息

批准号：
21K05839
负责人：
中里裕臣
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

沿岸域で淡水地下水を利用する際には揚水により下層の塩水地下水を引き込まないように塩淡境界の変動を把握する必要があるが、塩淡境界を貫く観測孔では揚水中に塩水地下水が上昇し、塩淡境界変動が正確に把握できない課題がある。このため、電気探査手法を応用し、観測孔内の塩水変動の影響を低減しつつ、観測孔外の帯水層中の塩淡境界変動を検知する手法開発を行った。令和3年度は地表送信＋孔内受信電極配置による塩淡境界変動に対する探査感度を2次元地盤モデルで解析し、塩淡境界を挟む受信電極配置によって孔内水の電気伝導度変化及び地下水位変動に対してよりも帯水層中の塩淡境界変動に対する感度が大きくなることを明らかにした。試験地とした沖縄県多良間島では、賦存する淡水レンズ下限の塩淡境界の上下に孔底を持つ観測孔の組が利用できる島の北西部、北東部、南西部の3エリアを選定し、塩淡境界の揚水試験時変動、潮汐変動及び季別変動を対象に開発手法によるモニタリングを令和３、４年度に行った。その結果、孔内水の深度別電気伝導度は約12時間周期の潮汐変動を示すのに対し、塩淡境界を挟む受信電極探査システムではこの変動は観測されず、2次元地盤モデルにおいて観測孔内の塩淡境界のみが変動する場合と一致する結果が得られた。3次元地盤モデルでは孔内電極付近の電位計算精度を上げるため細分割したところメモリ容量不足で必要な精度でのモデル計算ができなかったが、中里ほか(2003、農工研技報)では3次元的に局所的な比抵抗変化は２次元探査では過小評価されることを明らかにしており、地表送信＋塩淡境界を挟む孔内受信電極配置により、孔内水の電気伝導度変化の影響を低減し、帯水層中の塩淡境界変動を検知したと考えられる。同様の探査結果は時期を変えても再現できたため、本成果については地下水塩淡境界変動の検知方法（特願2022-196721）として特許出願を行った。

当在沿海地区使用淡水地下水时，有必要掌握盐质边界中的波动，以使盐is地下水不会通过抽水来吸引下层的盐非地下水，但是在观察孔中渗透到盐 - 贝尔特边界，在泵送过程中盐水降落的盐降低，并且在泵送过程中不可能覆盖盐，并且可能是盐覆盖的，即覆盖盐的壁炉。因此，我们开发了一种通过应用电勘探技术来检测观测孔外含水层中盐束边界波动的方法，同时减少了观测孔中盐束波动的影响。在2021财年中，使用二维地面模型分析了由于地面的传播和接收电极在孔内的接收电极布置引起的探索敏感性，并且据显示，接收电极的放置位于接收电极的位置，将盐范围夹在盐的敏感性上，而不是对盐较大的边界的敏感性，而不是在盐较大的边界上的敏感性。洞。 On Tarama Island in Okinawa Prefecture, where the test site was used, three areas were selected: northwestern, northeastern, and southwestern of the island, where a set of observation holes with holes with holes above and below the salt-bearing boundary, which are available at the lower limit of the freshwater lens, were used, and monitoring was conducted using development methods in fiscal 2021 and 2022 to include changes in water-bearing boundary during pumping测试，潮汐波动和季节性波动。结果，虽然在深度驱动内水的电导率表明潮汐波动约为12小时，但在接收电极搜索系统中未观察到这种波动，该电极搜索系统将夹心光盐边界夹住，并且结果与在二维地面模型中观察到的光孔中只有在二维孔中仅在二维地面模型中。在3D接地模型中，该模型被分为两个部分，以提高孔中电极附近的潜在计算的准确性，并且由于记忆力不足而无法计算模型计算，但Nakazato等人则无法进行计算。（2003年，农业和工业技术技术报告）表明，在二维探索中低估了三维的局部电阻率变化，并且人们认为，电极在孔中的位置夹在孔中，夹层孔 +浅盐 +苍白盐边界之间的浅盐边界在孔中的苍白电导性变化降低了孔中的电导性的影响。由于即使在不同的时间也能够再现类似的探索结果，因此为此结果申请了专利申请，作为检测地下水盐光边界波动的方法（日本专利申请2022-196721）。